Способ вычисления рецептов для матовых оттенков цвета
Изобретение относится к способам вычисления рецептов цвета для матовых, полированных, чистых оттенков цвета, посредством которых можно определить пропорцию матирующих агентов в рецепте цвета без необходимости фактического вычисления рецепта на основании традиционных спектрофотометрических характеристик матового образца с использованием стандартизованной геометрии измерения 45°/0° совместно с установленным измерением глянца или альтернативно с использованием спектрофотометра, снабженного геометрией измерения d/8°, и анализируя показания, взятые с включенным и исключенным отражающим компонентом. Изобретение позволяет получать достаточно точные результаты без дополнительных этапов подкрашивания. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.
Область применения изобретения
Изобретение относится к способу вычисления рецептов матовых оттенков цвета. Способ применяется в области поверхностных покрытий, придающих цвет, например, в области автомобильного и промышленного покрытия, в частности, для согласования матовых, чистых, пигментированных стандартов цвета.
Описание уровня техники
Согласование оттенков цвета неизвестной пигментации можно считать значительной проблемой для всех применений колористики в компании, специализирующейся на покрытиях. В частности, в области покрытий для автомобилей можно видеть, что в последние годы диапазон пигментов постоянно расширяется. В свете этого развития реализация способов, позволяющих минимизировать усилия по согласованию оттенков цвета, весьма важна в экономическом отношении.
Эффективное согласование оттенков цвета неизвестной пигментации в колористической лаборатории в настоящее время осуществляется с помощью компьютеризированных способов вычисления рецептов цвета. Вычисление рецепта цвета осуществляется с помощью прибора для анализа пигментации для оттенков цветов, использующего спектроскопию отражения в видимом диапазоне спектра и применяющего подходящую модель переноса излучения для описания рассеяния света в корпускулярных средах и таким образом инструментально регистрируемых спектров отражения. Теория Шустера-Кубелки-Мунка часто используется для систем непрозрачно пигментированных, чистых цветов. При вычислении рецептов цветов в общем случае обращаются к базам данных пигментов, в которых хранятся подробные сведения обо всех пигментах, содержащихся в доступных системах красителей, совместно с соответствующими данными отражения и оптическими параметрами материалов. Можно также обращаться к базам данных рецептов цветов при вычислении рецептов цветовой коррекции.
Помимо глянцевых оттенков цвета в поверхностном покрытии, придающем цвет, часто используются матовые оттенки цвета. Известно несколько разных способов управления уровнем глянца поверхностных покрытий. Можно матировать пигментированное поверхностное покрытие или покрыть глянцевое пигментированное поверхностное покрытие матовым прозрачным покровным слоем. Добавление матирующего агента в формулу краски чаще всего используют для привнесения нужной степени поверхностной структуры полимерного материала. Эти матирующие агенты однородно распределяются во внедряющей среде; эффект матирования достигается за счет некоторой микронеоднородности внутри слоя, которая приводит к увеличению диффузного рассеяния света от поверхности образца. В качестве матирующих агентов используются различные неорганические соединения, например осажденная окись кремния, каолин, бентонит и др.
Поскольку определение оптических параметров материала - это дорогостоящая и длительная процедура, считается выгодным формировать оттенки цвета с разными текстурами поверхности (глянцевой, полуглянцевой, матовой) использованием обычной системы красителей. При этом неявно предполагается, что характеристические данные, определенные для глянцевых красителей, не претерпевают значительных изменений при вводе в систему некоторой текстуры поверхности, и что результирующую ошибку в вычислении рецепта можно скомпенсировать одним, самое большее, двумя дополнительными этапами коррекции. Затраты времени на дополнительные этапы коррекции выглядят приемлемыми по сравнению с затратами на определение оптических параметров материала для нескольких систем красителей, отличающихся только степенью текстуры поверхности. Кроме того, работа только с одной системой красителей дает преимущество в меньшем количестве единиц хранения.
Однако уменьшение количества этапов подкрашивания при разработке цвета является постоянной задачей.
До сих пор неизвестен способ вычисления рецепта цвета, предусматривающий обращение к базам данных цветовых пигментов или рецептов цвета для глянцевых оттенков цвета, и который, не предусматривая дополнительных этапов подкрашивания, позволяет с приемлемым качеством согласовывать образцы матового цвета.
Соответственно существует необходимость в способе вычисления рецепта цвета для образцов матового цвета, который позволяет на основе системы красителей для создания глянцевых оттенков цвета получать достаточно точные результаты без дополнительных этапов подкрашивания.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предусматривает способ вычисления рецепта цвета для матовых, чистых оттенков цвета, посредством которого можно определить пропорцию матирующих агентов в рецепте цвета без необходимости фактического вычисления рецепта.
Соответственно настоящее изобретение относится к способу вычисления рецепта цвета для стандартов матового чистого цвета, содержащему этапы, на которых
А) получают спектр отражения стандарта матового чистого цвета с использованием одной из следующих геометрий измерения,
Аа) геометрии 45°/ε° при ε≥45°,
Ab) геометрии d/8° с включенным отражающим компонентом и с вычисленной коррекцией отражающего компонента,
и, в необязательном порядке, определяют колориметрические позиции (L*, а*, b*), выведенные из спектра отражения,
B1) согласуют экспериментально определенный спектр отражения, который, в необязательном порядке, был скорректирован на отражающий компонент, с использованием оптических параметров материала, хранящихся в базе данных пигментов, для пигментов доступной системы красителей для приготовления нематированных оттенков цвета, получая таким образом рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, или
B2) сравнивают экспериментально определенный спектр отражения или выведенные из него колориметрические позиции с рецептами цветов, хранящимися в базе данных рецептов цвета для нематированных оттенков цвета совместно с соответствующими спектрами отражения или выведенными из них колориметрическими позициями, и извлекают из базы данных рецептов цвета рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, максимально приближенный к стандарту цвета,
C) в необязательном порядке, корректируют рецепт цвета, полученный на В1) или В2), и регулируют фактический оттенок цвета, созданный согласно полученному рецепту цвета, до нужного оттенка стандарта цвета,
D) измеряют степень глянца стандарта матового чистого цвета с помощью традиционного рефлектометра для измерения глянца при одном или более углах глянца,
Е) определяют количество матирующего агента, соответствующее измеренной степени глянца в стандарте матового цвета с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых, хранящихся в базе данных для доступной системы красителей, причем кривые выражают степень глянца, измеренную при одном или более углах глянца, как функцию количества матирующего агента в рецепте цвета, и
F) получают рецепт цвета, согласованный со стандартом матового цвета, причем рецепт в дополнение к рецепту цвета, полученному на В1) или В2), содержит количество матирующего агента.
Альтернативно настоящее изобретение относится к способу вычисления рецепта цвета для стандартов матового чистого цвета, содержащему этапы, на которых
А) получают спектр отражения стандарта матового чистого цвета с использованием следующей геометрии измерения,
Ас) геометрии d/8° с включенным отражающим компонентом и с исключенным отражающим компонентом и, в необязательном порядке, определяют колориметрические позиции (L*, а*, b*), выведенные из спектра отражения,
B1) согласуют экспериментально определенный спектр отражения с включенным отражающим компонентом, который был скорректирован на отражающий компонент, с использованием оптических параметров материала, хранящихся в базе данных пигментов, для пигментов доступной системы красителей для приготовления нематированных оттенков цвета, получая таким образом рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, или
B2) сравнивают экспериментально определенный спектр отражения с включенным отражающим компонентом, который был скорректирован на отражающий компонент, или выведенные из него колориметрические позиции с рецептами цвета, хранящимися в базе данных рецептов цвета для нематированных оттенков цвета совместно с соответствующими спектрами отражения или выведенными из них колориметрическими позициями, и извлекают из базы данных рецептов цвета рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, максимально приближенный к стандарту цвета,
С) в необязательном порядке корректируют рецепт цвета, полученный на В1) или В2), и регулируют фактический оттенок цвета, созданный согласно полученному рецепту цвета, до нужного оттенка стандарта цвета,
D1) получают разностный спектр отражения спектра отражения с включенным отражающим компонентом и спектра отражения с исключенным отражающим компонентом,
Е1) определяют количество матирующего агента, соответствующее разностному спектру отражения, с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых, хранящихся в базе данных, для доступной системы красителей, причем кривые представляют функциональное соотношение между разностным спектром отражения и количеством матирующего агента в рецепте цвета,
F) получают рецепт цвета для согласования со стандартом матового цвета, причем рецепт в дополнение к рецепту цвета, полученному на В1) или В2), содержит количество матирующего агента.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - определение геометрий измерения, реализованных в гониоспектрофотометрах.
Фиг.2 - стандартные геометрии измерения 45°/0° и 0°/45° соответственно, рекомендованные техническими стандартами (например, DIN 5033), подлежащие использованию для глянцевых и матовых чистых оттенков цвета.
Фиг.3 - стандартные геометрии измерения d/8° и 8°/d соответственно, рекомендованные техническими стандартами (например, DIN 5033), подлежащие использованию для глянцевых и матовых чистых оттенков цвета.
Фиг.4 - геометрия измерения α/β или β/α, пригодная для глянцевых гониохроматических оттенков цвета (пока не стандартизированная, но используемая в промышленности).
Фиг.5 - процедура вычисления рецепта матовых чистых цветов.
Фиг.6 - изменение глянца поверхности согласно DIN 67530 для типичной системы смешивания для повторной полировки на основе растворителя при трех разных углах и для нескольких хроматических и ахроматических образцов в зависимости от содержания матирующего агента совместно с функциями модели, подогнанными к экспериментальным данным.
Фиг.7 - экспериментальные функции отражения двух полуглянцевых цветов RAL 2011 и 6016 в видимом спектральном диапазоне.
Фиг.8 - разностные спектры, ΔR=R(SPIN)-R(SPEX), зарегистрированные спектрофотометром, снабженным геометрией измерения d/8°, для выбора чистых цветов как функции содержания матирующего агента, СМА.
Подробное описание вариантов осуществления
Было обнаружено, что при сравнении глянцевого оттенка цвета с матовым оттенком цвета два оттенка цвета можно различить инструментально, например, посредством гониоспектрофотометра, с единственной трудностью, если используется геометрия измерения 45°/45°. Это значит, что для этой геометрии измерения влиянием поверхности (глянец, степень шероховатости поверхности) на значения отражения и выведенные из них цветовые позиции практически можно пренебречь и что содержание матирующего агента можно соответственно определить независимо от фактического вычисления рецепта.
Соответственно решающее преимущество настоящего изобретения состоит в том, что для градуированных степеней глянца и матовости требуется только один набор данных для оптических параметров материала или рецептов цвета, а именно для глянцевого покрытия.
Отдельные этапы способа согласно изобретению более подробно объяснены ниже.
Начальной точкой является стандарт матового чистого цвета, который подлежит согласованию или для согласования которого нужно разработать подходящий рецепт цвета.
Прежде всего, согласно этапу А) способа, отвечающего изобретению, спектр отражения стандарта матового цвета получают в заданном диапазоне длин волн. Спектр отражения предпочтительно получают в диапазоне длин волн 400-700 нм. С этой целью используют одну из вышеперечисленных геометрий измерения Аа) или Ab).
Геометрию измерения согласно Аа) можно подразделить следующим образом;
1. 45°/ε, где ε≥45°, зависимое от угла измерение с помощью гониоспектрофотометра, и
2. 45°/ε, где ε=45°, независимое от угла измерение с помощью спектрофотометра.
Угол ε - это эффективный угол, который связан с углом наблюдения и равен сумме угла падения и угла наблюдения. Определения соответствующих геометрий измерения и углов известны специалистам в данной области. Для ясности ниже кратко приведены следующие определения.
Определение геометрий измерения
На фиг.1 представлено соглашение, касающееся определений углов, реализованных в коммерческих системах измерения цвета.
(Положительный) угол (α) измеряется между нормалью к поверхности и световым пучком, исходящим от источника света.
Второй угол правильного (поверхностного) отражения (β) равен углу освещения, но расположен по другую сторону от нормали к поверхности (угол падения = углу отражения). Третий угол наблюдения (γ) измеряется от нормали к поверхности с положительным знаком, если освещение и наблюдение производится с одной и той же стороны, и с отрицательным знаком в противоположном случае. Эффективный угол (ε) связан с отраженным пучком и поэтому равен сумме углов освещения и наблюдения, т.е. ε=α+γ. Геометрию измерения, изображенную на фиг.1, обычно обозначают как 45°/ε.
Геометрия измерения согласно Аа)1 базируется на коллимированном освещении под углом 45° (углом падения) и направленном наблюдении под различными углами наблюдения, где ε≥45°. Традиционные углы ε, при которых можно снимать показания гониоспектрофотометра и которые соответствуют указанному условию, равны, например, 45°, 75°, 110°.
Геометрия измерения согласно Аа)2 базируется на коллимированном освещении под углом 45° (углом падения) и направленном наблюдении под углом наблюдения 0°. В этом случае геометрия измерения 45°/0° на спектрофотометре соответствует геометрии измерения на гониоспектрофотометре и в данном документе также обозначается как геометрия 45°/45° для обеспечения универсального определения.
Геометрия измерения, соответствующая Ab), базируется на диффузном освещении (с помощью сферы Ульбрихта) и направленном наблюдении под углом 8° относительно нормали к образцу (d/8°). В данном случае для образца матового цвета измерение производят, включая отражающий компонент, и отражающий компонент учитывают путем вычисления. Спектры, из которых исключен отражающий компонент, затем, как обычно, можно сформировать с помощью набора данных оптических параметров материала, определенных для набора глянцевых калибровочных панелей.
Вышеупомянутые геометрии измерения полностью описаны в специальной литературе, известной специалистам в области измерения цвета, и реализованы в известных традиционных инструментах.
Геометрии/инструменты измерения можно использовать здесь с модуляцией освещения или с модуляцией наблюдения (переключением компонента освещения и наблюдения, т.е. реверсированием траектории пучка).
Геометрии измерения согласно Аа)2 и Ab) дополнительно изложены, например, в стандарте DIN 5033. Геометрии Аа)1, Аа)2 и Ab) показаны на фиг.2-4.
Если это необходимо для дальнейшей обработки, колориметрические позиции (L*, а*, b*) можно определять традиционным способом, известным специалистам в области измерения цвета, на основании спектра отражения стандарта матового цвета, экспериментально определенного на этапе А).
В зависимости от того, к какой базе данных первоначально обращаются, на этапе В) способа, отвечающего изобретению,
В1) согласуют измеренный спектр отражения, в необязательном порядке, скорректированный на глянец поверхности, стандарта цвета, получая таким образом рецепт цвета, задающий характер подлежащих использованию пигментов, придающих цвет, и их концентрацию,
Или
В2) сравнивают измеренный спектр отражения стандарта цвета с рецептами цвета, хранящимися в базе данных рецептов цвета для глянцевых оттенков цвета, с соответствующими спектрами отражения и извлекают из базы данных рецептов цвета рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, максимально приближенный к стандарту цвета.
Этап В1) или В2) способа, отвечающего изобретению, осуществляют согласно уровню техники с использованием баз данных дискретных окрашивающих пигментов или баз данных рецептов цвета, содержащих необходимые оптические параметры материала. Преимущество изобретения состоит в возможности доступа к системам красителей или рецептам цвета, используемым для создания образцов глянцевого цвета.
Оптические параметры материала описывают свойства окрашивающих пигментов, диспергированных в конкретной системе связующих веществ. Параметры определяются пигментом и зависят от длины волны и подлежат определению для каждой нужной длины волны посредством набора соответствующих калибровочных панелей. С этой целью для каждого окрашивающего пигмента создают непрозрачные калибровочные панели и измеряют спектры отражения при нужной геометрии освещения и наблюдения. Оптические параметры материала определяют, подгоняя уравнение переноса излучения к коэффициентам отражения, экспериментально определенным для каждого пигмента. В случае современных твердых окрашивающих пигментов достаточно аппроксимации Шустера-Кубелки-Мунка к уравнению переноса излучения. Используя эту аппроксимацию, можно вывести простое соотношение между отражением R непрозрачного поверхностного покрытия и рассеянием (S) и свойствами поглощения (К) окрашивающих пигментов, содержащихся в покрытии. При этом коэффициенты рассеяния и поглощения получают, суммируя индивидуальные вклады, взвешенные для конкретной концентрации, различных окрашивающих пигментов.
После этапа В1) или В2), в необязательном порядке, можно, при необходимости, скорректировать созданный или извлеченный рецепт цвета и отрегулировать фактический оттенок цвета, созданный согласно созданному или извлеченному рецепту цвета, до нужного оттенка стандарта цвета (этап С).
На этапе D) способа, отвечающего изобретению, степень глянца стандарта матового простого цвета измеряют традиционным рефлектометром для измерения глянца при одном или более углах глянца, например, при 20°, 60° или 85°. Детали процедур измерения и оценки кратко описаны в национальных и международных стандартах (EN ISO 2813, ASTM D523, ASTM D5307, DIN 67530).
На этапе Е) количество матирующего агента, соответствующее измеренной степени глянца в стандарте матового цвета, определяют с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых для доступной системы красителей. Калибровочные кривые заранее подготовлены путем предварительного измерения степени глянца при одном или более углах глянца для калибровочной последовательности, содержащей различные количества матирующих агентов, и построения графика степени глянца как функции концентрации матирующего агента.
Чтобы различные матирующие агенты можно было использовать в доступной системе красителей, для каждого матирующего агента нужно создать соответствующие калибровочные кривые.
В результате (этап F) получают рецепт цвета который, в дополнение к рецепту цвета, полученному на В1) или В2), содержит количество матирующего агента. Рецепт цвета, полученный на В1) или В2), и определенное количество матирующего агента можно в данном случае выводить раздельно или определенное количество матирующего агента можно напрямую, подходящим способом включать в ранее определенный рецепт цвета.
Очевидно при осуществлении этапов с А) по F) способа, отвечающего изобретению, указанная последовательность не является обязательной. Например, соответственно возможно сначала осуществлять этапы D) и Е) (определять степень глянца и концентрацию матирующего агента), а потом измерять отражение и определять рецепты цвета (этапы с А) по С)). Кроме того, необязательную коррекцию оттенка цвета, созданного согласно определенному рецепту цвета (этап С), также можно не осуществлять, пока не будет получен полный рецепт, включающий в себя содержание матирующего агента. Очевидно также, что полученную степень глянца/матовости, при необходимости, также можно скорректировать путем регулировки концентрации матирующего агента.
На фиг.5 показана логическая блок-схема этапов процесса, отвечающего изобретению, по согласованию матовых чистых цветов в случае использования геометрии измерения с коллимированной траекторией пучка. На первом этапе отражательные свойства стандарта, подлежащего согласованию, измеряют посредством спектрофотометра. Кроме того, глянец поверхности характеризуют с использованием коммерческого глянцемера. На следующем этапе спектр отражения или цветовую позицию стандарта согласуют с использованием ассортимента красителей для нужного качества краски и соответствующего набора оптических параметров материала, выведенного из подходящей модели переноса излучения, и количества матирующего агента, полученного из кривых калибровки глянца. Этот этап согласования цветов можно осуществлять интерактивно, т.е. пользователь задает пигментацию, и алгоритм согласования определяет соответствующие оптимальные количества или автоматически посредством комбинаторной процедуры с соответствующими структурами управления. После этого вычисленный рецепт смешивается и распыляется. Оптические свойства (отражающая способность, глянец) высушенной панели измеряются, и спектральные и/или цветопозиционные результаты сравниваются с соответствующими данными стандарта. Если остаточное цветовое отличие или глянец образца не отвечают техническим условиям, то к хроматическим ингредиентам и матирующему агенту нужно применить необходимые коррекции. Скорректированный рецепт снова смешивается и распыляется и сравнивается со стандартом. Процесс заканчивается, когда выполнены все технические условия или исчерпаны инструментальные возможности.
Согласно вышеописанному альтернативному способу вычисления рецепта цвета, отвечающему настоящему изобретению, на этапе А) спектрофотометр, снабженный геометрией измерения d/8°, используется с включенным и исключенным отражающим компонентом.
Геометрия измерения d/8° в общем случае обеспечивает возможность проводить измерения с включенным (SPIN) или исключенным (SPEX) зеркально отраженным компонентом. В случае глянцевых образцов разность спектров ΔR=R(SPIN) - R(SPEX) зависит исключительно от показателя преломления n внедряющей среды. При повышении степени шероховатости поверхности эта разность постепенно снижается до нуля для идеально матовых образцов. Таким образом, этот разностный спектр ΔR является мерой степени шероховатости поверхности. Функциональное соотношение между разностным спектром ΔR и концентрацией матирующего агента СМА можно откалибровать посредством набора калибровочных панелей, покрывающих возможный диапазон шероховатости поверхности для данной системы красок. Для обеспечения однозначных результатов эта функция должна монотонно убывать с увеличением содержания матирующего агента. При наличии этой функции ΔR=f(cMA) ее можно использовать для определения содержания матирующего агента на основании разностного спектра ΔR образца, подлежащего согласованию.
На фиг.8 иллюстративно показаны калибровочные кривые, полученные для выбора нескольких чистых цветов традиционной промышленной системы красок на основе растворителя, как функции содержания матирующего агента cМА. Изображенные экспериментальные данные представляют величины, усредненные по длине волны. В общем случае функции ΔR(λ) немного убывают с ростом длины волны, примерно на 5% от 400 до 700 нм. При ближайшем рассмотрении фиг.8 видно, что функциональное соотношение ΔR(СМА) монотонно убывает с увеличением концентрации матирующего агента и может быть однозначно обращено. Для этой цели достаточно чувствителен только диапазон концентраций 20%≤cМА≤65%, тогда как над и под этим интервалом наклон кривой ΔR(CМА) приближается к нулю. Однако для практического применения важен только этот диапазон концентраций. Согласно фиг.8 средняя погрешность в определении содержания матирующего агента составляет ±3%. Кривые, изображенные на фиг.8, представляют профиль конкретного инструмента, используемого для измерений, и могут выглядеть иначе для других спектрофотометров.
Соответственно согласно альтернативному вышеописанному способу вычисления рецепта цвета, отвечающему настоящему изобретению, требуется, чтобы на этапе D1) получали разностный спектр отражения спектра отражения с включенным отражающим компонентом и спектра отражения с исключенным отражающим компонентом, и чтобы на этапе Е) определяли количество матирующего агента, соответствующее разностному спектру отражения, с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых, хранящихся в базе данных для доступной системы красителей, причем кривые представляют функциональное соотношение между разностным спектром отражения и количеством матирующего агента в рецепте цвета.
Матирующие агенты, используемые согласно способу, отвечающему изобретению, содержат традиционные продукты, известные специалистам в области разработки цвета и, в целом, коммерчески доступные. Матирующий агент может иметь органическую или неорганическую природу. Примерами неорганических матирующих агентов являются аморфная или пирогенная окись кремния, силикагели и филосиликаты, например гидратированный силикат магния (тальк). Неорганические матирующие агенты могут присутствовать в необработанном виде или в виде, поверхностно-обработанном органическими соединениями, например, подходящими сортами воска, или также неорганическими соединениями. Примерами органических матирующих агентов являются стеараты Al, Zn, Ca или Mg, восковые составы, например микронизированные полипропиленовые воски, совместно с продуктами конденсации мочевины/формальдегида.
Окрашивающие пигменты, используемые согласно способу, отвечающему изобретению, содержат традиционные неорганические и/или органические поглощающие пигменты, например, используемые при изготовлении покрытий. Примерами неорганических и органических поглощающих пигментов являются двуокись титана, пигменты на основе окиси железа, сажа, азо-пигменты, фталоцианиновые пигменты, хинакридон или пиролопироловые пигменты.
Нижеследующие примеры более подробно иллюстрируют изобретение.
Примеры
Первый этап использования предложенного способа при разработке цвета состоит в калибровке оптического поведения всех красителей ассортимента пигментов с использованием соответствующей модели смеси наподобие теории Шустера-Кубелки-Мунка и в определении универсальных функций глянца =f(cМА) между глянцем и содержанием матирующего агента (МА) для рекомендованных геометрий углов.
На фиг.6 показаны такие универсальные функции, выведенные для выбора красителей системы смешивания для повторной полировки на основе растворителя для всех трех углов падения (20°, 60°, 85°), рекомендованных в DIN 67530. Для производства измерений использовали коммерческий глянцемер. Возможно, наиболее впечатляющим результатом графика является почти универсальное поведение зависимости глянца от содержания матирующего агента для углов 20° и 60°. При угле 85° наблюдается чуть больший разброс кривых. Подгонка глянец = f(cMA) к модельной функции определенно приведет этот набор данных к наименее точной функции из трех. При сравнении разброса кривых результаты при углах 20° и 60° выглядят весьма пригодными для вывода содержания матирующего агента. Максимальная погрешность ΔcMA,max функции глянец = f(сМА) для 20° составляет приблизительно 4,3%, а для остальных двух углов ΔcМА,max равна около 3,1% для угла 60° и 10,6% для угла 85°. Однако ввиду изменчивости содержания матирующего агента в реальных оттенках цвета, преимущественно охватывающего диапазон концентраций 25-65%, и наивысшей чувствительности кривых глянец = f(cМА), функция для 60° превосходит функцию для 20° по точности. Ниже ΔcMA,max = 30%, функция для 20° проявляет более высокую чувствительность, чем функция для 60°. Для достижения наиболее точных результатов во всем диапазоне концентраций в этом конкретном примере рекомендуется объединять обе универсальные функции для углов 20° и 60°.
В целях интерполяции экспериментально определенные калибровочные данные были описаны соответствующей модельной функцией, представляющей данные с достаточной степенью точности. Из наборов функций глянца максимальный разброс по абсциссе можно оценить для любого данного значения глянца. Ожидаемая величина максимальной погрешности ΔcМА,max составляет 7% для угла 20°, 6% для угла 60° и 10% для угла 85°. Ввиду того факта, что большинство составов попадает в диапазон 25≤СМА≤65%, угол глянца 60° выглядит наилучшей геометрией измерения, поскольку диапазон наибольшей динамики оказывается в том же интервале концентраций.
Примеры эффективности разработанной методологии были показаны при выборе двух полуглянцевых оттенков цвета из системы RAL (RAL 2011, RAL 6016), представляющую общепринятую и развитую коллекцию стандартов цвета в промышленных применениях. Экспериментально определенные функции отражающей способности двух выбранных стандартов в видимом спектральном диапазоне представлены на фиг.7. Коммерческий измерительный инструмент, используемый для разработки цвета, был снабжен геометрией измерения 45°/0°. Значения глянца были измерены при трех рекомендованных углах 20°, 60° и 85° с использованием того же коммерческого глянцемера (см. Таблицу II), который использовался для определения калибровочной функции. Затем оба стандарта обработали посредством стандартной процедуры разработки цвета с использованием набора оптических параметров материала, выведенных из набора глянцевых калибровочных панелей. После идентификации надлежащую пигментацию оптимизированного рецепта распыляют, повторно измеряют и корректируют на втором этапе с использованием эффективного алгоритма коррекции рецепта.
Первый пример показывает результаты прогнозирования согласования и коррекции стандарта RAL 2011 полуглянцевого оранжевого цвета, взятого из реестра RAL 840-HR. Состав, используемый для согласования стандарта, содержит матирующий агент и четыре красителя: красный и желтый красители для регулировки цвета, и черный и белый разбавители для регулировки светлоты.
Состав, выбранный для согласования стандарта RAL 6016 полуглянцевого зеленого цвета, также взятого из реестра RAL 840-HR, более сложен. Помимо матирующего агента нужно использовать шесть красителей для достижения приемлемого спектрального согласования: два зеленых и два желтых пигмента для регулировки цвета и черный и белый разбавители для регулировки светлоты.
Результаты испытаний, сведенные в таблицах I и II, можно подытожить следующим образом: (i) цветовые отличия загруженных позиций варьируются от 0,7 до 1,3 единиц ΔЕ, (ii) первые этапы коррекции приводят к значительному улучшению цветовой позиции, (iii) уровень глянца поверхности можно отрегулировать очень точно, используя вышеописанную калибровочную функцию, и (iv) свойства сведения сравнимы с теми, которые обычно наблюдаются для глянцевых чистых цветов, и это говорит о том, что в случае матированных чистых цветов, в процессе разработки цвета (в среднем) не требуется дополнительных этапов подкрашивания.
| Таблица I Информация о разработке цвета для двух тестовых примеров (RAL 2011 и RAL 6016). Загруженный состав представляет первое согласование. Последний столбец задает первый скорректированный состав | ||||||||||
| Стандарт | Ингредиенты | Загруженный состав | 1. Коррекция | |||||||
| RAL 2011 | Красный | 7,99 | 9,38 | |||||||
| Желтый | 37,79 | 42,21 | ||||||||
| Белый | 10,26 | 10,49 | ||||||||
| Черный | 0,84 | 0,94 | ||||||||
| МА | 43,11 | 36,99 | ||||||||
| RAL 6016 | Белый | 10,51 | 10,89 | |||||||
| Зеленый 1 | 48,34 | 48,21 | ||||||||
| Зеленый 2 | 3,31 | 0,00 | ||||||||
| Черный | 2,08 | 2,40 | ||||||||
| Желтый 1 | 6,66 | 6,91 | ||||||||
| Желтый 2 | 2,91 | 2,71 | ||||||||
| МА | 26,19 | 28,88 | ||||||||
| Таблица II Экспериментальные результаты (информация о цвете и глянце) двух тестовых оттенков цвета, взятых из системы RAL, которые были разработаны в линейке красок повторной полировки на основе растворителя для пассажирских автомобилей | ||||||||||
| L* | a* | b* | С* | hab | ΔЕ* | Глянец | Глянец | Глянец | ||
| ΔL* | Δа* | Δb* | ΔС* | ΔН* | (20°) | (60°) | (85°) | |||
| RAL | STD | 59,8 | 43,5 | 69,3 | 81,8 | 57,9 | 6,3 | 39,0 | 77,9 | |
| 2011 | 1R | 0,55 | -0,40 | -0,05 | -0,25 | 0,31 | 0,68 | 2,9 | 23,0 | 68,7 |
| 1CR | -0,06 | 0,32 | 0,15 | 0,35 | 0,32 | 0,36 | 6,4 | 38,7 | 82,5 | |
| RAL 6016 | STD | 35,3 | -41,0 | 8,7 | 41,9 | 168,0 | 34,1 | 77,0 | 92,3 | |
| 1R | -0,26 | -1,03 | 0,74 | 1,17 | -0,50 | 1,30 | 45,8 | 81,0 | 95,2 | |
| 1CR | -0,30 | 0,30 | -0,21 | -0,34 | 0,15 | 0,48 | 29,2 | 72,1 | 91,3 |
1. Способ вычисления рецепта цвета для стандартов матового чистого цвета, содержащий этапы, на которых
А) получают спектр отражения стандарта матового чистого цвета с
использованием одной из следующих геометрий измерения:
Аа) геометрии 45°/ε° при ε≥45°,
Ab) геометрии d/8° с включенным отражающим компонентом и с вычисленной коррекцией отражающего компонента,
и, в необязательном порядке, определяют колориметрические позиции (L*, а*, b*), выведенные из спектра отражения,
B1) согласуют экспериментально определенный спектр отражения, который, в необязательном порядке, был скорректирован на отражающий компонент, с использованием оптических параметров материала, хранящихся в базе данных пигментов, для пигментов доступной системы красителей для приготовления глянцевых оттенков цвета, получая, таким образом, рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, или
B2) сравнивают экспериментально определенный спектр отражения или выведенные из него колориметрические позиции с рецептами цветов, хранящимися в базе данных рецептов цвета для глянцевых оттенков цвета совместно с соответствующими спектрами отражения или выведенными из них колориметрическими позициями, и извлекают из базы данных рецептов цвета рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, максимально приближенный к стандарту цвета,
C) в необязательном порядке корректируют рецепт цвета, полученный на B1) или В2), и регулируют фактический оттенок цвета, созданный согласно полученному рецепту цвета, до нужного оттенка стандарта цвета,
D) измеряют степень глянца стандарта матового чистого цвета с помощью традиционного рефлектометра для измерения глянца при одном или более углах глянца,
Е) определяют количество матирующего агента, соответствующее измеренной степени глянца в стандарте матового цвета с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых, хранящихся в базе данных для доступной системы красителей, причем кривые выражают степень глянца, измеренную при одном или более углах глянца, как функцию количества матирующего агента в рецепте цвета, и
F) получают рецепт цвета, согласованный со стандартом матового цвета, причем рецепт в дополнение к рецепту цвета, полученному на В1) или
B2), содержит количество матирующего агента.
2. Способ вычисления рецепта цвета для стандартов матового чистого цвета, содержащий этапы, на которых
А) получают спектр отражения стандарта матового чистого цвета с использованием следующей геометрии измерения:
Ас) геометрии d/8° с включенным отражающим компонентом и с исключенным отражающим компонентом и, в необязательном порядке, определяют колориметрические позиции (L*, а*, b*), выведенные из спектра отражения,
В1) согласуют экспериментально определенный спектр отражения с включенным отражающим компонентом, который был скорректирован на отражающий компонент, с использованием оптических параметров материала, хранящихся в базе данных пигментов, для пигментов доступной системы красителей для приготовления глянцевых оттенков цвета, получая таким образом рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, или
В2) сравнивают экспериментально определенный спектр отражения с включенным отражающим компонентом, который был скорректирован на отражающий компонент, или выведенные из него колориметрические позиции с рецептами цвета, хранящимися в базе данных рецептов цвета для глянцевых оттенков цвета совместно с соответствующими спектрами отражения или выведенными из них колориметрическими позициями, и извлекают из базы данных рецептов цвета рецепт цвета, задающий характер пигментов, придающих цвет, и их концентрацию, максимально приближенный к стандарту цвета,
С) в необязательном порядке корректируют рецепт цвета, полученный на
B1) или В2), и регулируют фактический оттенок цвета, созданный согласно полученному рецепту цвета, до нужного оттенка стандарта цвета,
D1) получают разностный спектр отражения спектра отражения с включенным отражающим компонентом и спектра отражения с исключенным отражающим компонентом,
Е1) определяют количество матирующего агента, соответствующее разностному спектру отражения, с помощью ранее подготовленных калибровочных кривых, хранящихся в базе данных, для доступной системы красителей, причем кривые представляют функциональное соотношение между разностным спектром отражения и количеством матирующего агента в рецепте цвета,
F) получают рецепт цвета для согласования со стандартом матового цвета, причем рецепт в дополнение к рецепту цвета, полученному на В1) или
B2), содержит количество матирующего агента.
3. Способ по п.1, в котором стандарт матового чистого цвета и доступная система красителей основаны на органических и/или неорганических поглощающих пигментах.
4. Способ по п.1, в котором спектр отражения стандарта матового чистого цвета получают в диапазоне длин волны 400-700 нм.
5. Способ по п.1, в котором оттенки цвета автомобильного покрытия согласуют по цвету.
6. Способ по п.1, в котором цвет покрытий продукции согласуют по цвету.
7. Способ по п.2, в котором стандарт матового чистого цвета и доступная система красителей основаны на органических и/или неорганических поглощающих пигментах.
8. Способ по п.2, в котором спектр отражения стандарта матового чистого цвета получают в диапазоне длин волны 400-700 нм.
9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он используется для согласования оттенков цвета в автомобильном и/или промышленном покрытии.
10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он используется при изготовлении покрытий, придающих цвет.
